AIRSENSE电子鼻文献 | 基于电子鼻与 GC‑MS 技术的鲜、干鱼腥草的比较研究及腥味成分相关性分析

基于电子鼻与 GC‑MS 技术的鲜、干鱼腥草的比较研究及腥味成分相关性分析
鱼腥草鲜品、干品均被《中国药典》收载，但无各自专属含量测定标准；鲜品抗炎、抑菌药效强于干品，干燥会改变挥发性组分与气味（特有腥味）。现有研究缺少对鲜 / 干鱼腥草腥味的量化评价，以及腥味‑挥发性成分的关联分析。本研究结合AIRSENSE电子鼻与 GC‑MS，客观表征二者气味与化学成分差异，为鱼腥草质量控制提供依据。

试验材料

15 批鲜鱼腥草（四川、湖北、广东、重庆等产地）、15 批干鱼腥草（各地药店购置）。

试验仪器

AIRSENSE电子鼻，10 根金属氧化物传感器，每种传感器所对应的主要敏感物质有所不同。

GC‑MS、电子分析天平。

检测方法与数据处理

1. 检测方法
- AIRSENSE电子鼻：顶空吸气法检测样品气味，获取 10 个传感器响应信号。
- GC‑MS：水蒸气蒸馏‑乙酸乙酯萃取获取挥发油，鉴定挥发性组分。
2. 数据处理
采用 PCA 主成分分析、OPLS‑DA 正交偏最小二乘判别分析做分组判别；Pearson 相关性分析建立成分‑气味关联；借助 SPSS、SIMCA、Origin 等软件统计绘图。

AIRSENSE电子鼻气味指纹分析结果

01

全部传感器响应值均存在极显著差异

AIRSENSE电子鼻共 10 个传感器，鲜、干鱼腥草全部传感器响应值均存在极显著差异（(P<0.01)）。
鲜鱼腥草响应更高的传感器：W1W（硫化合物）、W2W（芳烃、有机硫）、W1S（烷类）、W2S（醇类）、W5S（氮氧化物）；反映鲜鱼腥草硫类、萜类、烷烃类挥发物含量更高，腥味强度更大。
干鱼腥草响应更高的传感器：W1C、W3C、W5C（芳香、烯烃极性分子）；提示干燥后芳香类组分占比提升。

02

多元统计（PCA、OPLS‑DA）区分与预测效果好

1. PCA 主成分分析：PC1+PC2 累积贡献率 94.8%，可有效区分鲜、干鱼腥草两组样品，气味差异主要体现在 PC1 轴。
2. OPLS‑DA 判别模型：模型(R^2X=0.67)，(Q2=0.56)，无过拟合，区分与预测效果好。
3. 筛选关键差异传感器（筛选标准：VIP＞1、(P<0.05)、FC＞2 或＜0.5）：W1W、W2W、W3C、W5C，4 个传感器是区分鲜、干鱼腥草气味的核心指标。
- W1W、W2W：鲜鱼腥草响应显著高于干品，对应硫化物、有机硫，与鱼腥草特征腥味高度相关；
- W3C、W5C：干鱼腥草响应显著高于鲜品，对应芳香类物质。

GC‑MS 挥发性成分分析

1. 鲜、干鱼腥草总共鉴定出90 种挥发性成分，分为醇、醛、烯萜、酯、酮、烷烃、酸及其他共 8 大类。质控样品验证实验系统稳定。
2. PCA、OPLS‑DA 可清晰区分鲜、干鱼腥草；筛选得到35 种组间差异挥发性成分：鲜鱼腥草高含量成分以烯萜类、酯类为主（12 种）；干鱼腥草高含量成分以醇类、醛类、酮类、烯萜类为主（23 种）。
3. 产地聚类分析：不同产地鲜、干鱼腥草挥发性成分存在明显产地差异。

AIRSENSE电子鼻与挥发性成分相关性

把AIRSENSE电子鼻传感器响应信号和 GC‑MS 检出的 35 种差异挥发性成分做皮尔森相关分析，实现 “气味信号→化学物质” 的溯源：
1. W1W、W2W 等对鲜鱼腥草高响应的传感器，与d‑柠檬烯、(±)‑2‑蒎烯、β‑蒎烯呈显著正相关；
2. W3C、W5C 等对干鱼腥草高响应传感器，与石竹素、(-)-spathulenol、邻‑异丙基苯呈显著正相关；
3. 综合全部传感器相关性，确定 9 种和鱼腥草腥味密切相关的特征挥发性成分：d‑柠檬烯、(±)‑2‑蒎烯、Beta‑蒎烯、石竹素、(-)‑spathulenol、正壬醛、(Z)‑β‑法呢烯、月桂烯、邻‑异丙基苯。

结论

本研究采用感官评价技术（AIRSENSE电子鼻）对鲜、干鱼腥草的腥味进行量化、客观评价，并与GC-MS进行关联分析，进而为建立基于感官评价技术的鱼腥草质量评价体系，以及鲜、干鱼腥草的质量控制研究提供参考，通过AIRSENSE电子鼻信号与 GC‑MS 关联，解析鱼腥草腥味物质基础，为建立鱼腥草感官质量控制方法提供技术方案。